剪切波彈性成像評價胎盤功能研究進展

高 瑾，胡 兵

(三峽大學附屬仁和醫院超聲科，湖北 宜昌 443001)

近年來超聲彈性成像技術發展迅速，臨床應用廣泛，具有無創、快速、可實時觀察、重復性好、能反映組織硬度等優點[1]。剪切波彈性成像(shear wave elastography, SWE)是一項能評估組織硬度的新興超聲彈性成像技術，目前廣泛用于甲狀腺[2]、乳腺[3]、肝臟[4]、腎臟[5]、骨骼肌[6]及淋巴結[7]等，在產科方面也有頗多研究[8]。本文圍繞SWE的原理及其評價胎盤功能研究進展進行綜述。

1 SWE基本原理及特點

SWE基本原理[9]是以探頭發射安全的聲輻射脈沖，利用Sonic Touch專利技術，使聲束聚焦于不同深度的組織，產生的波源在組織內以高于剪切波產生速度的狀態快速移動，產生的剪切波以“馬赫圓錐”形態相干增強，再通過超高速成像技術實時準確記錄剪切波傳播過程，并對其傳播速度進行彩色編碼且疊加于二維解剖圖像上，從而形成活體組織的實時剪切波速度圖；通過系統定量分析可直接測量組織的楊氏模量值。楊氏模量值按E=3ρC2計算，其中E為楊氏模量，ρ為組織密度，C為剪切波傳播速度；組織越硬，剪切波傳播速度越快，楊氏模量值越大，彩色編碼表現為紅色；相反，則楊氏模量值越小，彩色編碼表現為藍色。

SWE技術特點:①可廣泛用于觀察彌漫性及局灶性病變；②利用聲輻射脈沖產生的剪切波克服了壓迫性彈性超聲成像技術力度與頻率的不穩定性；③通過“馬赫錐”原理將聲輻射脈沖轉換成足夠強度的橫向剪切波，從而明顯提高了剪切波的振幅和傳播距離；④超高速成像技術可避免因同一部位聚焦而產生過高的生物效應，故可安全用于孕婦[10]。

2 SWE評價胎盤功能

胎盤是母體與發育中的胎兒之間的聯系紐帶，胎盤病變可影響胎兒結局，嚴重時可致胎兒預后不良或胎死宮內。胎兒宮內生長遲緩(intrauterine growth retardation, IUGR)、妊娠高血壓綜合征(pregnancy-induced hypertension syndrome, PIH)及妊娠糖尿病(gestational diabetes mellitus, GDM)均可致胎盤發生病理改變，臨床常用胎盤成熟度、臍動脈及子宮動脈血流參數、胎盤血管化定量分析、胎兒主動脈峽部血流多普勒參數等指標來評價上述疾病中胎盤功能慢性損傷程度[11]。胎盤組織的病理或生理變化可導致其彈性變化[12]。SWE可直接定量測量胎盤硬度，有望成為一種新的補充評價胎盤功能的方法。

2.1 評價正常孕婦的胎盤功能 LI等[13]運用SWE測量30名正常晚孕期孕婦胎盤彈性，認為該技術可為評估胎盤功能提供形態學依據。CIMSIT等[14]認為胎盤中心與邊緣部分彈性模量值無明顯差異，與國內外其他學者[15-16]的研究結果一致，即可用胎盤中心或邊緣任意部位的測量值來表示整個胎盤的硬度，但于胎盤中心部位取樣時必須避開臍動脈插入處，因為此處硬度值較周圍明顯增高。此外，有學者[17]發現，部分胎盤功能不全患者臍動脈血流參數S/D、羊水量等仍維持正常時，其SWE測值已發生改變，提示通過胎盤硬度有可能評價早期胎盤功能減低帶來的病理變化，且較其他間接指標更為敏感。

2.2 評價IUGR患者胎盤功能 胎盤功能不全是導致IUGR的主要原因，且多數IUGR胎盤均有顯著病理改變。傳統B型超聲雖可提供胎盤的整體形態和位置信息，但無法評估胎盤功能；多普勒超聲評估IUGR胎盤功能雖特異度高，但敏感度低，尤其對于低風險妊娠患者[18]。體外應變彈性成像[19]和聲輻射力脈沖彈性成像[20]研究發現IUGR胎盤硬度增高，并與病理結果表現存在相關性，提示以SWE評估活體胎盤的彈性可能具有較高價值。HABIBI等[21]利用SWE在體評估IUGR胎盤彈性，測得各區域中位數彈性值分別為28.0、21.5、22.0及22.5 kPa，對應正常組彈性值分別為6.00、5.35、5.00及5.30 kPa，IUGR組胎盤硬度均明顯高于正常對照組，表明SWE可較好地評估胎盤功能，并有望成為診斷IUGR的新技術。胎盤硬度升高的機制暫不清楚，可能與絨毛膜羊膜炎、血管炎及梗死等引起組織纖維化等有關。該研究[21]中SWE值與出生體質量、Apgar評分無明顯相關，限制了SWE對于進一步臨床結果的預測價值，且未納入妊娠早期孕婦，而妊娠早期卻是觀察如何高效診治IUGR的重要時期。SWE評價IUGR胎盤功能有待深入，并進一步探究胎盤硬度升高與病理生理變化之間的關系。

2.3 評價PIH患者胎盤功能 PIH的基本病理生理改變是全身小血管痙攣，周圍血管阻力增高，導致胎盤血流灌注減少、功能受損。子癇是PIH的最嚴重階段，不僅有心血管疾病患病高風險和神經系統遠期后遺癥可能，若抽搐不止，還嚴重危及母嬰生命；早發的子癇前期則與子宮動脈異常、IUGR及母嬰不良結局密切相關[22]。因此，早期發現子癇前期高風險患者對于臨床監測及防治子癇、改善孕期和圍產期母嬰結局非常重要。臨床常用動脈多普勒測量參數和一些血清生物學標志物(如尿酸、尿激肽和抗心磷脂抗體)等預測子癇前期發展，但其陽性預測值參考價值低。

KARAMAN等[23]通過在體評估胎盤硬度，提出彈性成像是診斷和評估子癇前期的新方法，且推測組織梗死、動脈硬化和絨毛間血栓形成等病變是PIH胎盤硬度增高的原因。CIMSIT等[14]將中孕期孕婦分為子癇前期組和正常組，發現2組剪切波彈性圖存在顯著差異，提示彈性成像技術不僅可提高預測子癇前期發展的敏感度，還能加強多普勒超聲預測子癇前期的效果；但因該研究樣本量小，未對子癇前期嚴重程度與異常彈性值之間的相關性加以分析。KILIC等[24]利用SWE在體定量測量子癇前期胎盤硬度,發現將胎盤胎兒面中心區域楊氏模量平均值設為7.35 kPa時診斷效能最高，其敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值和準確率分別為90%、86%、82%、92%和88%；將該臨界值單獨用于存在子宮動脈舒張期切跡患者時，其診斷子癇前期的敏感度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為91.3%、92.6%、91.3%和92.6%；SWE既可提示PIH早期胎盤結構病變，又能提高其他指標診斷胎盤功能的敏感度及特異度。袁勝美等[15]采用SWE技術測得晚孕期PIH組和正常組胎盤彈性平均值分別為(12.25±2.02)kPa和(6.42±0.63)kPa，且晚孕期PIH患者臍動脈血流參數尚未發生變化時楊氏模量已升高，表明SWE可更敏感地發現早期胎盤異常；但受臨床治療限制，該研究并未發現胎盤彈性值與臍動脈血流參數及Apgar評分之間的相關性。以上兩項研究[15,24]的明顯不足是胎盤表現未經病理學證實，且檢查時段均未包含早孕期，有待進一步完善，以闡明胎盤病理改變與其彈性值升高之間的關系；同時應開展孕早期孕婦檢查，測量時段胎齡越早，越易于清晰觀察胎盤彈性變化和子癇發病之間的關系。

2.4 評價其他患者胎盤功能 YUKSEL等[16]應用SWE檢測33例GDM孕婦與43名健康孕婦胎盤彈性，GDM組胎盤平均彈性值顯著高于健康孕婦，推測SWE或可用于定量評價GDM孕婦胎盤形態病理學改變及其管理。張維維等[17]則采用回顧性研究分析SWE預測胎兒預后不良的價值，結果顯示以胎盤彈性平均值26.5 kPa作為診斷界值預測胎兒預后不良的可信度較高，不僅可較早反映胎盤功能狀態，還有助于判斷胎兒預后不良和危險因素，從而早期預防疾病及進行臨床干預；且聯合應用胎盤彈性平均值≥26.5 kPa 和S/D>3時診斷更科學，可有效提高檢出率。

3 SWE評價胎盤功能的局限

相比其他彈性成像技術，SWE具有良好的穩定性，但受操作者技術影響仍較大。KOT等[25]發現彈性模量不受ROI大小的影響，但與檢查時施加的壓力有關，壓力較大時彈性模量的準確性降低，故SWE測量胎盤彈性時應使用過量的凝膠，以消減探頭壓力和消除壓縮偽影。為避免呼吸和血管及心臟搏動產生的混雜信號干擾SWE測值，檢查時可囑患者放慢呼吸、勿要移動，避開動脈及心臟，胎動時應暫停檢查。此外，現有各項SWE研究之間缺乏統一測量標準，如儀器調節標準、取樣框深度、取樣次數及操作時間等，應盡量加以控制，以消除可能造成的影響。鄭劍等[26]將SWE用于肝臟，發現ROI取樣框深度較大時，彩色圖像出現斑片狀或彩色缺失而影響彈性測值，而這正是以上研究均排除了胎盤位于后壁的孕婦的原因，但明顯限制了SWE在產科的應用價值，有待進一步研發新技術加以解決。

4 小結與展望

采用SWE評價胎盤功能的研究尚少，上述研究樣本量均較小，有待擴大樣本量證實SWE評估胎盤功能的有效性。缺乏胎盤組織病理學信息是以上有關SWE研究的重要缺陷，對于正常組織與病理組織彈性特性的比較研究目前正在進行。早孕期對于監測及防治疾病以改善愈后和母嬰結局非常重要，將SWE用于早孕期孕婦疾病篩查或病情進展評估可能會取得較滿意的研究成果。此外，SWE用于胎盤功能評價還需進一步加強方法學研究，并增加與其他評價指標的橫向對比，以充分發揮SWE的優勢。